[科普中國]-平衡值

在藥劑學(xué)中，平衡值即為親水親油平衡，就是指表面活性劑的親水基和親油基之間在大小和力量上的平衡關(guān)系。美國阿特拉斯公司的Griffin最早提出了反映這種平衡程度量的概念，被稱為親水一親油平衡值，簡稱HLB。

HLB值的規(guī)定HLB值是表示表面活性劑的親水、親油性強(qiáng)弱的指標(biāo)。HLB值越大，其親水性越強(qiáng)；HLB值越?。畡t其親油性越強(qiáng)。表面活性劑分子的HLB可用下式表示：

HLB=親水基的親水性/親油基的親油性 (1)

由式(1)可以看出，對于相同的親油基，若親水基不同，則親水性也不同；另一方面，當(dāng)表面活性劑的親水基相同，親油基越長．則親水性就越差。

一般以石蠟的HLB值為0、油酸的HLB值為1、油酸鉀的HLB值為20、聚乙二醇的HLB值為20、十二烷基硫酸鈉的HLB值為40作為標(biāo)準(zhǔn)，由此可以得到陰離子型、陽離子型表面活性劑的HLB值范圍在1~40，非離子型表面活性劑的HLB值范圍在1~20。1

HLB值的確定表面活性劑的HLB值一般可根據(jù)計算法和測量法來確定。

計算法計算法主要有建立在結(jié)構(gòu)一性能關(guān)系實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式及理論基礎(chǔ)上的基本理論關(guān)系式。

非離子表面活性劑HLB值的計算式如下：

上式中，H為親水基的相對分子質(zhì)量；L為親油基的相對分子質(zhì)量。該式適用于計算脂肪醇、烷基酚EO加成物的HLB值。

對多元醇脂肪酸酯及氧乙烯基(EO)加成物的非離子表面活性劑，如Span、Tween等，其HLB值可采用下式計算。

上式中，S為脂肪酸值的皂化價；A為脂肪酸的酸值。

對于皂化價不易測定的非離子表面活件劑，如松節(jié)油和松香、蜂蠟、羊葦脂等EO加成物，其HLB值可采用下式計算。

上式中，E為氧乙烯基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；P為多元醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

離子型表面活性劑，由于其親水基種類繁多，親水性大小不同，其HLB值的計算比非離子型表面活性劑復(fù)雜。Davies提出把表面活性劑的結(jié)構(gòu)分解為一些基團(tuán)，每個基團(tuán)對HLB值均有各自的貢獻(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)先測得各基團(tuán)對HLB值的貢獻(xiàn)，稱作基團(tuán)值，然后將分子中各親水、親油基的基團(tuán)值代人下式，可以計算出HLB值：

HLB=7+Σ親水基團(tuán)指-Σ親油基團(tuán)值1

測量法測量HLB值的方法很多，但都有其局限性。測定可采用鋪展系數(shù)法、極譜法、核磁共振譜法、介電常數(shù)、溶解參數(shù)法、臨界膠束濃度法、水?dāng)?shù)及濁點(diǎn)法、PIT法、色譜法等多種方法。最簡單的是目測法．即在常溫下將表面活性劑加入水中，依據(jù)其在水中的溶解性能和分散狀態(tài)來估計其大致的HLB范圍。水溶目測法雖只能得出大致的HLB結(jié)果，但操作簡單快捷，適用僅需大致HLB范圍的確定。1

無論是計算法還是測量法，混合物的HLB值為各組員的質(zhì)量分?jǐn)?shù)乘以其HLB值后的加和。

HLB值的應(yīng)用表面活性劑的HLB值直接影響到它的性質(zhì)和應(yīng)用。在應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用對象選擇具有不同HLB值的表面活性劑。下圖列出了具有不同HLB值表面活性劑的應(yīng)用場合。

不同類型的表面活性劑，HLB值可能不同，根據(jù)應(yīng)用的需要，可通過改變表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)得到不同HLB值的產(chǎn)品。對于離子型表面活性劑，可通過增減親油基碳數(shù)或改變親水基的類型來調(diào)節(jié)HLB值；對于非離子表面活性劑，則可以采用在一定親油基上連接的乙氧基鏈長或羥基數(shù)目的增減來調(diào)節(jié)其HLB值。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學(xué)